JPH06181889A - 眼科装置の合焦検出装置 - Google Patents

眼科装置の合焦検出装置

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JPH06181889A
JPH06181889A JP4353773A JP35377392A JPH06181889A JP H06181889 A JPH06181889 A JP H06181889A JP 4353773 A JP4353773 A JP 4353773A JP 35377392 A JP35377392 A JP 35377392A JP H06181889 A JPH06181889 A JP H06181889A
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JP
Japan
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index
eye
optical system
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image
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Application number
JP4353773A
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English (en)
Inventor
Yasunori Ueno
保典 上野
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Nikon Corp
Original Assignee
Nikon Corp
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Publication date
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Publication of JPH06181889A publication Critical patent/JPH06181889A/ja
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 被検眼の視度によって合焦検出が不可能にな
ることのない眼科装置の合焦検出装置を得る。 【構成】 眼科装置の合焦検出装置における指標投影光
学系の合焦用の指標を、少なくとも以下の式を満たすも
のとする。 L≧H/β H=(f0 −f)*h/f0 L:指標の長手方向の長さ H:眼底上における指標像のシフト量 β:投影光学系の倍率 h:指標投影光学系による被検眼への入射光束の被検眼
光軸に対する偏心量 f0 :0ディオプター眼の眼軸長 f:撮影可能な最大視度の被検眼の眼軸長

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、眼科装置の合焦検出装
置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】眼科において、眼を観察したり測定した
りする装置では、眼底の低い反射率による光量不足や、
コントラストの悪さから合焦することが非常に困難であ
る。そこで様々な方式の合焦検出装置が提案されてい
る。
【0003】特に被検眼をリング照明し、瞳孔の小さな
開口を通して観察光の取り出し又は撮影を行う眼底カメ
ラの場合、指標投影光学系を設け、これによって合焦検
出を行っている。
【0004】このような従来の装置の一例を以下に説明
する。通常、照明光学系において、リングスリットが被
検眼の角膜とほぼ共役になるように、リングスリット用
リレーレンズ系によって眼底カメラと被検眼との作動距
離が調整される。
【0005】指標投影光学系においては、指標投影用光
源からの光が、スリットなどの指標を形成した指標板を
背後から照明し、指標を透過した光はリレーレンズ系を
介して被検眼底上に達する。このとき被検眼が正視眼で
あれば眼底上に指標像が結像するように設定されてお
り、また被検眼の視度によっては指標像はデフォーカス
する。
【0006】さらに、眼底上に投影された指標像は2次
光源となってリレーレンズ系を介して合焦情報検出光学
系へ進む。図5に示すように、合焦情報検出光学系にお
いて、眼底からの指標像はまず視野絞り119付近に結
像される。この視野絞り119は再結像レンズ121に
よってアレイセンサー123と共役になっており、さら
にアレイセンサー123は撮像面と共役になっている。
【0007】従って、指標像は再結像レンズ121によ
ってアレイセンサー123付近に結像する。このとき、
瞳分割プリズム122によって光束は2分割され、各々
の光束がアレイセンサー123受光上の各々異なる位置
に結像される。
【0008】このようにして得られた2つの像はよく知
られているように前ピン、後ピンによって互いに横ずれ
を起こす。従って合焦状態の検出はアレイセンサー12
3上での2つの像の間隔を測定することによって行うこ
とができる。即ち図5に実線で示すように、合焦時に2
つの像の間隔をDとすると、合焦点が視野絞り119の
後方の場合では像間隔は図5に点線で示したようにDよ
りも狭くなり、合焦点が視野絞り119より前方の場合
は像間隔はDよりも広くなる。
【0009】アレイセンサー123において、各セルが
順次駆動され、各セルの対応した光電変換信号が順次出
力され、これ出力から2つのスリット像の間隔を測定
し、それを合焦時の間隔と比較する。その結果に基づい
てモーター駆動手段によってモーターが駆動され、合焦
用リレーレンズが動かされ、合焦が行われる。
【0010】このときの指標投影光学系による光束は照
明光学系からのリング照明による光束に一致もしくはそ
の外側に被検眼に対して入射させなければならない。と
いうのは指標投影光学系による光束はリング照明による
光束よりも内側に被検眼に対して入射させると、隔膜反
射の光束が観察又は撮影光学系に入射してきてフレアー
となって画質を著しく損なってしまうためである。従っ
て、指標投影光学系による光束は被検眼の光軸に対して
偏心して入射せざるを得ない。
【0011】
【発明が解決しようとする課題】このような装置におい
て、被検眼に指標(例えばスリット)を投影し、それら
を観察、測定するときに被検眼の視度によって指標が眼
底にどのように投影されるかを考える必要がある。
【0012】図6からも明らかなように、指標投影光学
系による光束は被検眼の光軸に対して偏心して入射せざ
るをえないため、被検眼の視度によって眼底上の指標
(例えばスリット)像は上下方向にシフトする。という
ことはアレイセンサー上でも指標像が上下することにな
る。
【0013】従って、図7に示すように、アレイセンサ
ー123受光面上で合焦時に2つの指標像Xの間隔がD
となるよう設定されていると、被検眼の視度によって2
つの指標像はその間隔の変化に伴って上下方向にシフト
し、アレイセンサー123上からはずれてしまって検出
不可能になってしまうという問題があった。
【0014】本発明は、上記問題を解消し、被検眼の視
度によって合焦検出が不可能になることのない眼科装置
の合焦検出装置を得ることを目的とする。
【0015】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、請求項1に記載の発明に係る眼科装置の合焦検出装
置では、被検眼底に合焦用の指標を投影する指標投影光
学系と、前記被検眼底からの指標像を受光する光電変換
器と、該光電変換器の出力に基づいて合焦情報を検出す
る合焦情報検出手段とを備えた眼科装置の合焦検出装置
において、前記指標投影光学系の指標を、少なくとも以
下の式を満たすものとした。 L≧H/β H=(f0 −f)*h/f0 L:指標の長手方向の長さ H:眼底上における指標像のシフト量 β:投影光学系の倍率 h:指標投影光学系による被検眼への入射光束の被検眼
光軸に対する偏心量 f0 :0ディオプター眼の眼軸長 f:撮影可能な最大視度の被検眼の眼軸長
【0016】
【作用】本発明においては、眼科装置の合焦検出装置の
投影光学系の指標の長手方向の長さLを少なくともL≧
H/β(Hは眼底上における指標像のシフト量、βは投
影光学系の倍率)とするものである。このような指標を
投影光学系によって被検眼底上に投影すると、眼底上で
の指標像の長手方向の長さは、その被検眼の視度に基づ
く指標像のシフト量Hよりも大きい。
【0017】従って、指標投影光学系によって眼底上に
投影された指標像を2次光源とし、合焦検出光学系で2
光束に分割された後にアレイセンサー等の光電変換器の
受光面上で結像される2つ指標像の間隔を測定すること
によって合焦情報の検出を行う合焦検出装置において
は、被検眼の視度によって指標像が光電変換器上で上下
方向にシフトしても、光電変換器の受光面からはずれる
ということは生じない。
【0018】なお、眼底上における指標像のシフト量H
は、図3に示すように以下の被検眼の視度との関係式か
ら求められる。 H=(f0 −f)*h/f0 h:指標投影光学系による被検眼への入射光束の被検眼
光軸に対する偏心量 f0 :0ディオプター眼の眼軸長 f:撮影可能な最大視度の被検眼の眼軸長 よって、予め被検眼の視度範囲のシフト量Hから必要な
指標の長手方向の長さを求め、この条件を満たす指標を
有する指標板を指標投影光学系に設置しておけばよい。
【0019】
【実施例】以下に本発明の実施例を説明する。図1は本
発明の一実施例による合焦検出装置を有する眼底カメラ
全体を示す概略構成図である。本実施例においては、指
標としてスリットを用いる場合を示す。
【0020】照明光学系は観察用照明光源1、光源用リ
レーレンズ2、反射鏡3、光源用リレーレンズ2によっ
て光源1と共役に配設されるストロボ管4、リングスリ
ット5(図1(b))、リングスリット用リレーレンズ
6、8、穴あきミラー9、対物レンズ11によって構成
されている。リングスリット5が被検眼12の角膜にほ
ぼ共役になるように、リングスリット用リレーレンズ
6、8、対物レンズ11によって眼底カメラと被検眼1
2との作動距離が調節される。
【0021】指標投影光学系は、指標板18の指標を眼
底上に投影するものであり、この指標像を検出すること
によって合焦情報検出が行われる。そこで、この投影光
学系に必要な指標(スリット)の長さLを求め、この条
件を満たす指標板18を投影光学系に配置する。
【0022】まず、眼底上での指標(スリット像)のシ
フト量Hを以下の被検眼の視度との関係式(図3)から
求める。 H=(f0 −f)*h/f0 例えば撮影可能な被検眼の視度を+20ディオプター〜
−20ディオプターとする。これらの場合の眼軸長(空
気中換算)fは、各々12.687mm,25.758
mmであるから、0ディオプター眼の眼軸長(空気中換
算)f0 =17mm,指標投影光学系による被検眼への
入射光束の被検眼光軸に対する偏心量h=3mmとして
上式からそれぞれHを求めると以下の通りである。 H1 =−1.553mm(+20ディオプター) H2 = 0.759mm(−20ディオプター)
【0023】従って、+20ディオプター〜−20ディ
オプターの視度補正をする場合には少なくとも1.55
3+0.759=2.312mmのスリット像の長さが
眼底上で必要になる。実際には被検眼の視度が0ディオ
プター時にスリット像の中心が被検眼の光軸と一致して
いることが望ましいので、眼底上の必要なスリット像の
長さは1.553×2=3.106mmである。即ち、
指標投影光学系の倍率をβとすると、ここで必要なスリ
ットの長手方向の長さは3.106mm/βである。従
って、図1(c)に示すようなスリットの長手方向の長
さL=3.106mm/βの指標板18を設置した指標
投影光学系を設計すればよい。
【0024】以上のように設定された指標投影光学系に
おいて、指標投影用光源16からの光は指標投影系用リ
レーレンズ14aを通ってスリットを形成した指標板1
8を背後から照明する。この指標板18のスリットを透
過した光は、結像し、指標投影系用リレーレンズ17b
を透過してダイクロイックプリズム7で反射された後、
リングスリット用リレーレンズ8によって穴あきミラー
9の付近に再び結像される。さらに穴あきミラー9で反
射された光は対物レンズ11によって被検眼12の瞳孔
付近に眼底を照明する。これらの光線は図1において二
点鎖線で描かれている。
【0025】ここでは、指標投影用光源16は赤外発光
ダイオードであり、ダイクロイックプリズム7は赤外反
射、可視光透過の特性になっている。従ってダイクロイ
ックプリズム7は、観察用光源1、閃光発光管4からの
可視光を透過させるが、これらの光源1、4から出る赤
外光を反射して照明光学系外に出てしまい、結局眼底は
指標投影用光源16からの赤外光のみによって照明され
ることになる。そしてダクロイックミラー4を赤外光、
可視光透過の特性にすると後述のアレイセンサー23に
到達する光は指標投影用光源16によって照明された指
標板18の透過光だけとなり、指標像(スリット像)は
コントラストのよいものとなる。
【0026】「一方、図1の点線に示すように、指標板
18のスリット像は指標投影系用リレーレンズ17bに
よってダイクロイックプリズム7付近に結像した後反射
され、リレーレンズ8を透過し、穴あきミラー9によっ
て反射され、対物レンズ11の後側焦点位置に結像す
る。従って、対物レンズ11を経た光はほぼ平行光とな
って被検眼12へ入射し、被検眼12が正視眼であれ
ば、眼底上にスリット像が結像する。また被検眼12の
視度によってはスリット像はデフォーカスする。
【0027】つぎに図2の実線で示すように、眼底上に
投影されたスリット像は2次光源となり、対物レンズ1
1によって一度結像された後、穴あきミラー9の開口絞
り10を通り、リレーレンズ13によって、赤外反射、
可視光透過のダイクロイックミラー14で反射された後
に視野絞り19付近に結像される。この視野絞り19は
再結像レンズ21によってアレイセンサー23受光面と
共役になっており、さらにアレイセンサー23受光面は
撮像面(観察像面は不図示)15と共役になっている。
従って、眼底からのスリット像は再結像レンズ21によ
ってアレイセンサー23受光面上付近に結像するわけで
ある。
【0028】このとき、瞳分割プリズム22(図1
(d))によって光束は2分割され、各々の光束はアレ
イセンサー23受光面上の各々異なる位置に結像され
る。ここで、図2の点線で示すように、瞳分割プリズム
22の陵は、リレーレンズ13と視野絞り19の背後の
フィールドレンズ20によって開口絞り10とほぼ共役
になっている。
【0029】図1及び図2においては、説明の都合上瞳
分割プリズム22の陵が紙面に垂直で、アレイセンサー
23の受光セルの配列方向が紙面内になるよう示した
が、実際は、瞳分割プリズム22は、その陵が光軸まわ
りに90度回転して紙面と平行になるように配設され、
アレイセンサ−22のセルの配列方向も瞳分割プリズム
22の陵方向に合わせて紙面に直行するように設定され
ている。
【0030】この開口絞り10は合焦検出光学系の射出
瞳に相当するので、アレイセンサー23受光面上のスリ
ット像はこの光学系の瞳の異なった2つの部分からの光
束によって結像したものとなる。このようにして得られ
た2つのスリット像は、前ピン、後ピンによって互いに
横ずれを起こすことから、合焦状態の検出はアレイセン
サー23上での2つのスリット像の間隔を測定すること
によって行われる。即ち、予め合焦時における2つのス
リット像の間隔Dが比較手段25にて設定されており、
この間隔Dと測定間隔を比較することによって合焦情報
が得られる。
【0031】アレイセンサー23からは駆動手段24か
らの信号によって各セルが順次駆動され、各セルの対応
した光電変換信号が順次出力され、比較手段25におい
て、この出力から2つのスリット像の間隔を測定し、そ
れを合焦時の間隔Dと比較する。その結果に基づいてモ
ーター駆動手段26によってモーターMが駆動され、2
つのスリット像間隔が間隔Dと一致するまで合焦用リレ
ーレンズ13が動かされ、合焦が行われる。
【0032】以上の指標投影光学系による光束は、前述
したように、被検眼12の光軸に対して偏心して入射さ
せなければならず、被検眼12の視度によって眼底上に
おいてスリット像が上下してしまう。従ってアレイセン
サ−23受光面上でもスリット像は上下してしまう。し
かしながら、本実施例においては、スリット像の長手方
向の長さが、そのシフト量H以上となるよう予め設定し
ているため、図4に示す如く、スリット像が合焦時のア
レイセンサー23受光面上で結像するスリット像S(間
隔D)より上下方向にシフトしても、アレイセンサー2
3からはみ出すことはなく、常に検出可能である。
【0033】なお、本実施例においては、指標としてス
リットを用いたが、本願発明はこれに限るものではな
く、指標の長手方向の長さLが所定の長さに設定されて
いれば良い。しかしながら、合焦検出光学系において、
アレイセンサーを用いて2つの指標像の間隔を測定する
構成とした場合、各々の指標像の位置検出においては指
標像の長手方向と直交する方向の幅が広過ぎると検出困
難であるので、ある程度幅の狭い形が指標として好まし
い。
【0034】
【発明の効果】本発明は以上説明したとおり、指標投影
光学系によって眼底上に投影された指標像を2次光源と
し、合焦検出光学系で2光束に分割された後にアレイセ
ンサー等の光電変換器の受光面上で結像される2つ指標
像の間隔を測定することによって合焦情報の検出を行う
合焦検出装置において、被検眼の視度によって指標像が
光電変換器上で上下方向にシフトしても、光電変換器の
受光面からはずれることがなく、どのような視度の被検
眼の場合も常に合焦検出を行うことができるという効果
がある。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例による眼科装置の合焦検出装
置を用いた眼底カメラの概略構成図である。
【図2】図1の合焦情報検出光学系を示す概略光路図で
ある。
【図3】本発明の作用を説明する関係図である。
【図4】図1の合焦情報検出光学系のアレイセンサー受
光面上における指標像の検出を示す説明図である。
【図5】従来の眼科装置の合焦検出装置にける合焦情報
の検出を説明する概略光路図である。
【図6】被検眼への光束の入射を示す説明図である。
【図7】従来の眼科装置の合焦検出装置での指標像の検
出を示す説明図である。
【符号の説明】
1:観察用照明光源 2:光源用リレーレンズ 3:反射鏡 4:閃光発光管 5:リングスリット 6,8:リングスリット用リレーレンズ 7:ダイクロイックプリズム 9:穴あきミラー 10:開口絞り 11:対物レンズ 12:被検眼 13:リレーレンズ 14:ダイクロイックミラー 15:撮像面 16:指標投影用光源 17a,17b:指標投影用リレーレンズ 18:指標板 19,119:視野絞り 20,120:フィールドレンズ 21,121:再結像レンズ 22,122:瞳分割プリズム 23.123:アレイセンサー 24:駆動手段 25:比較手段 26:モーター駆動手段 M:モーター

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 被検眼底に合焦用の指標を投影する指標
    投影光学系と、前記被検眼底からの指標像を受光する光
    電変換器と、該光電変換器の出力に基づいて合焦情報を
    検出する合焦情報検出手段とを備えた眼科装置の合焦検
    出装置において、 前記指標投影光学系の指標が、少なくとも以下の式を満
    たすものであることを特徴とする眼科装置の合焦検出装
    置。 L≧H/β H=(f0 −f)*h/f0 L:指標の長手方向の長さ H:眼底上における指標像のシフト量 β:投影光学系の倍率 h:指標投影光学系による被検眼への入射光束の被検眼
    光軸に対する偏心量 f0 :0ディオプター眼の眼軸長 f:撮影可能な最大視度の被検眼の眼軸長
JP4353773A 1992-12-15 1992-12-15 眼科装置の合焦検出装置 Pending JPH06181889A (ja)

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8141209B2 (en) 2005-10-25 2012-03-27 Black And Decker, Inc. Vibration dampening handle for a powered apparatus
JP2012192095A (ja) * 2011-03-17 2012-10-11 Nidek Co Ltd 眼底撮影装置
JP2013248260A (ja) * 2012-06-01 2013-12-12 Canon Inc 撮影装置、制御方法及びプログラム

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